双波长钕激光器腔外倍频、和频的红绿蓝三基色激光器制造技术

双波长钕激光器腔外倍频、和频的红绿蓝三基色激光器，涉及一种产生红绿蓝三基色激光的新技术，它是基于钕激光晶体中钕离子＃＋［４］Ｆ＃－［３／２］－＃＋［４］Ｉ＃－［１３／２］和＃＋［４］Ｆ＃－［３／２］－＃＋［４］Ｉ＃－［１１／２］跃迁产生的１．３微米和１微米波段辐射的双波长激光通过腔外倍频获得红色和绿色激光，然后再由剩余的１．３微米激光与红色激光在腔外和频获得蓝色激光，通过控制两种基波激光输出功率的比例和腔内声光调Ｑ，实现高效、均衡、同时输出的红绿蓝三基色激光。利用上述技术产生三基色激光，设备简单、成本低，可作为激光彩色显示的光源，广泛应用于大屏幕、高清晰度彩色电视、激光表演、激光投影仪和指挥、监控、调度中心的大屏幕、高清晰度的彩色显示设备等彩色显示领域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
双波长钕激光器腔外倍频、和频的红绿蓝三基色激光器，涉及一种产生红绿蓝三基色激光的新技术，它是基于钕激光晶体中钕离子4F3/2-4I11/2和4F3/2-4I13/2跃迁产生的1.3微米和1微米波段辐射的双波长激光通过腔外倍频获得红色和绿色激光，然后再由剩余的1.3微米激光与红色激光腔外和频获得蓝色激光，通过控制两种基波激光输出功率的比例和腔内声光调Q，实现高效、均衡、同时输出的红绿蓝三基色激光。双波长钕激光器腔外倍频、和频的红绿蓝三基色激光器，国际上主要利用Kr-Ar全色激光(Kin，Yong H.；Lee，Hang W.；Cha，Seung N.；Lee，Sin H.；Park，Young J.；Park，Joung H.；Hong，Sung S.；Hwang，Young M.“Full colorlaser projection display using Kr-Ar laser(White-laser)beam-scanningtechnology”，Proc.SPIE，Vol.3131，P.2-10，Optical Scanning System)和LD泵浦钕激光晶体倍频得到的绿色激光经光参量振荡的898nm信号光和1256nm闲置光的倍频得到449nm蓝光和628nm红光，而在光参量过程中循环的泵浦光作为绿光，以此得到红绿蓝三基色激光(Lee，Dicky；Moultom PeterF.，“Compact OPO-Based RGB source”，Proc.SPIE，Vol.4294，P.60-66，2001，Projection display)。上述技术中，前者效率较低，体积较大，后者设备较复杂，成本较高。1973年美国Bell实验室的Betha等首次利用YAG晶体中钕离子亚稳能级到不同下能级的跃迁，获得了1064nm和1318nm同时双波长脉冲激光运转(C.G.Betha et al.，“Mega watt power at 1.318μm in Nd3+YAG andsimultaneous oscillation at both 1.06μm and 1.318μm”，IEEEj.Quantum.Electron.，Vol.QE9(1973)254.)，此后，双波长激光引起了人们的广泛兴趣。“七五”期间，在国家863项目和中国科学院重大项目资助下，中科院福建物构所沈鸿元研究员首次建立了多波长激光振荡条件，并利用NdYAlO3晶体从亚稳能级到不同下能级的同时跃迁首次实现了双波长晶体连续激光运转(H.Y.Shen，“Oscillation condition of simultaneous multiple wavelengthlasing”Chines Physics Letters 7.4(1990)174；Yvonne A.Carts，“NdYAP laserCW at two wavelength simultaneously”，Laser Focus World，WorldNewsLasersVol.26，No.6，P.42，1990.)。并建立了测量跃迁截面的新方法，研究测量了钕离子在YAlO3晶体中的跃迁截面(H.Y.Shen，T.Q.Lian，et al.，“measurement ofthe stimulated Emission cross section for4F3/2to4I13/2transition of Nd3+ion inYAlO3crystal”，IEEE J.Quantum Electron.，Vol25 No.2(1989).144；LianTianquan，Shen Hongyuan，“A new method for measurement of laser transitioncross section and fluorescence lifetime.”Chinese Journal of Laser，Vol.17，No.1(1990)5.)，基于测量的数据，利用振荡条件比较了一些常用激光晶体(NdYAG、NdYLF、NdBEL和NdYAlO3)实现双波长激光的情况，结果表明，钕离子在YAlO3晶体中4F3/2to4I13/2跃迁截面与4F3/2to4I11/2跃迁截面之比接近1/2，它比上述其他晶体上述跃迁的比大2.4倍以上，所以NdYAlO3比上述其他晶体更容易实现双波长连续激光(H.Y.Shen，et.al.，“Comparision of simultaneous multiple wavelength lasing in variousneogymium host crystal at transitions from4F3/2to4I11/2and4I13/2”，Appliedphysics letters，56，20(1990)1937.)，并研制成大能量NdYAlO3双波长脉冲激光(H.Y.Shen，Y.P.Zhou，et.al.，″Large energy 1079.5 and 1341.4nm dualwavelength NdYAP pulsed laser″，Applied Optics，Vol.32，No.30(1993)5952.)，通过双波长振荡条件合理选择激光参数后，已获得输出功率高达33.7W(1079.5nm)和30W(1341.4nm)的双波长NdYAlO3连续激光。该成果已由我国著名光学专家王大珩院士主持召开的中科院科技成果鉴定会鉴定，样机已出口美国，于1996年获得国家科技进步三等奖。并开展了双波长晶体激光的倍频、和频研究，得到了红色(670.7nm)、橙色(598.1nm)、绿色(539.8nm)、蓝色(447.1nm)和紫色(413.7nm)相干辐射(G.Zhang，H.Y.Shen，et.al.，“The Study of 1341.4nm NdYALO3laser intracavity frequency doubling byLiB3O5.”Optics Communication，183，46l(2000)；H.Y.Shen，Y.P.Zhou，et.al.，“0.5981 sum frequencymixing in KTP crystal”，chinese physics letters，Vol.8，No.4(1991)215；H.Y.Shen et.al.，“SHG and SFM of a dual wavelengthNdYAlO3laser in a flux growth KTP crystal”，IEEE J.Quantum Electron.Vol.28，No.1(1992)48；W.X.Lin，H.Y.Shen，“Tripling the harmonic generation of1341.4nm NdYAP laser in LiIO3and KTP to get 447.1nm coherent radiations”，Optics Commun.，82，3-4(1991)333；H.Y.Shen et.al.，“Twice SFM of a本文档来自技高网...

【技术保护点】
双波长钕激光器腔外倍频、和频的红绿蓝三基色激光器，其特征在于，该激光器利用钕激光晶体中钕离子↑［４］Ｆ↓［３／２］－↑［４］Ｉ↓［１３／２］和↑［４］Ｆ↓［３／２］－↑［４］Ｉ↓［１１／２］跃迁产生的１．３微米和１微米波段辐射的双波长激光通过腔外倍频获得红色和绿色激光，然后再由剩余的１．３微米激光与红色激光在腔外和频获得蓝色激光，从而实现红绿蓝三基色激光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鸿元，张戈，黄呈辉，位民，陈振强，黄凌雄，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]